Caractérisation structurale et fonctionnelle d'une famille d'effecteurs d'avirulence de Leptosphaeria maculans, un champignon pathogène du colza : implication dans le processus infectieux fongique et interaction avec les protéines de résistance du colza

Structural and functional characterization of a family of avirulence effectors from Leptosphaeria maculans, a pathogenic fungus of rapeseed: involvement in the fungal infectious process and interaction with rapeseed resistance proteins

• Auteur / Autrice : Ilona Ducroix
• Direction : Isabelle Fudal-grolier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences végétales
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2026
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BIOlogie GEstion des Risques en agriculture
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Colza

Effecteur d'avirulence

Champignon phytopathogène

Plante hôte

Résistance

Plant pathogenic fungus

Host plant

Resistance

Avirulence effector

Rapeseed

Résumé

Pour coloniser leurs plantes hôtes, les agents pathogènes fongiques expriment des effecteurs capables de moduler les réponses de défense de l'hôte et de faciliter l'infection. Certains de ces effecteurs sont ciblés par des protéines de résistance de la plante (R), et sont alors appelés protéines d'avirulence (AVR). La reconnaissance d'une protéine AVR par une protéine R de la plante déclenche un ensemble de réponses de défense conduisant le plus souvent à une mort cellulaire localisée appelée réponse hypersensible. La sélection de cultivars portant des gènes R majeurs contre les agents pathogènes est un outil puissant pour contrôler les maladies. Cependant, le déploiement massif d'un seul gène R dans les parcelles exerce une forte pression de sélection contre les agents pathogènes avirulents, entraînant une évolution rapide vers la virulence. Leptosphaeria maculans est responsable de la nécrose du collet du colza (Brassica napus). Le principal moyen de lutte contre ce champignon est la lutte génétique via l'utilisation de résistances spécifiques (appelées Rlm) qui reconnaissent des protéines AVR correspondantes (appelées AvrLm). Des interactions complexes qui diffèrent des interactions gène-pour-gène classiques ont été mises en évidence dans ce pathosystème, dont le masquage de plusieurs protéines AVR par une autre protéine AVR, AvrLm4-7, appartenant à une même famille structurale appelée LARS. Ajoutant un nouveau niveau de complexité, des résultats préliminaires ont révélé des interactions atypiques entre des isolats de L. maculans possédant AvrLm4-7 et des génotypes de colza possédant le gène Rlm7, montrant une variation quantitative de la résistance. L'objectif de la thèse est d'étudier structuralement et fonctionnellement la famille d'effecteurs d'avirulence LARS afin de déterminer leur implication dans le processus infectieux de L. maculans et de caractériser leurs interactions avec les protéines de résistance du colza en étudiant : (i) la diversité phénotypique observée lors des interactions entre effecteurs AVR LARS et protéines R du colza et les mécanismes moléculaires sous-jacents ; (ii) les déterminants moléculaires et les mécanismes impliqués dans la capacité d'AvrLm4-7 à supprimer la reconnaissance d'autres AVR par leur protéines R ; (iii) l'implication des membres de la famille LARS dans le processus infectieux de L. maculans.

To colonize their host plants, fungal pathogens express effectors capable of modulating host defense responses and facilitating infection. Some of these effectors are targeted by plant resistance proteins (R), and are then called avirulence proteins (AVRs). The recognition of an AVR protein by a plant R protein triggers a set of defense responses leading most often to localized cell death called a hypersensitive response. Breeding cultivars with major R genes against pathogens is a powerful tool for disease control. However, the massive deployment of a single R gene in fields exerts strong selection pressure against avirulent pathogens, leading to rapid switch to virulence. Leptosphaeria maculans is responsible for the stem canker of rapeseed (Brassica napus). The main means of control of this fungus is genetic control via the use of specific resistances (called Rlm) that recognize corresponding AVR proteins (called AvrLm). Complex interactions that differ from classical gene-for-gene interactions have been demonstrated in this pathosystem, including the masking of several AVR proteins by another AVR protein, AvrLm4-7, belonging to the same structural family called LARS. Adding a new level of complexity, preliminary results revealed atypical interactions between L. maculans isolates with AvrLm4-7 and rapeseed genotypes carrying the Rlm7 gene, showing quantitative variation in resistance. The objective of the thesis is to structurally and functionally study the LARS family of avirulence effectors in order to determine their involvement in the infectious process of L. maculans and to characterize their interactions with rapeseed resistance proteins by studying: (i) the phenotypic diversity observed during the interactions between LARS AVR effectors and rapeseed R proteins and the underlying molecular mechanisms; (ii) the molecular determinants and mechanisms involved in the ability of AvrLm4-7 to suppress the recognition of other AVRs by their R proteins; (iii) the involvement of LARS family members in the L. maculans infection process.